Caracteristicile și structura celulelor bacteriene (părți)

celulă bacteriană este cea mai simplă organizare cunoscută a unui organism viu. Bacteriile sunt organisme unicelulare care nu au un nucleu sau niciun organel separat de conținutul citosolic printr-o membrană (toate bacteriile sunt clasificate în domeniul procariotic).

Studiile științifice au arătat că, în ciuda faptului că celulele bacteriene nu au organite, acestea au o organizare, o reglare și o dinamică internă foarte controlate și precise. Au toate mecanismele necesare pentru a supraviețui condițiilor ostile și schimbătoare ale mediului în care trăiesc..

O astfel de adaptabilitate a însemnat pentru oamenii de știință un instrument important și un model biologic ideal pentru studierea principiilor de bază ale biologiei moleculare; cunoștințele de bază despre replicarea, transcrierea și traducerea ADN au fost înțelese mai întâi în celulele bacteriene înainte de celulele eucariote.

Toate celulele bacteriene sunt microscopice, adică nu pot fi observate cu ochiul liber fără utilizarea unui microscop, ceea ce reprezintă un mare avantaj pentru studiul acestor microorganisme, deoarece într-un spațiu mic și cu puține resurse nutritive pot fi întreținute și studiate la milioane de celule vii.

În prezent, celula bacteriană este unul dintre cele mai importante instrumente biotehnologice. Oamenii de știință manipulează ADN-ul cromozomial suplimentar al bacteriilor pentru a produce sintetic aproape orice proteină de interes uman.

Indice articol

• 1 Caracteristicile generale ale celulei bacteriene
• 2 Structura celulei bacteriene (părți)
  • 2.1 Regiunea extracelulară
  • 2.2 Regiunea de acoperire
  • 2.3 Regiunea interioară
• 3 Referințe

Caracteristicile generale ale celulei bacteriene

Din punct de vedere morfologic, celulele bacteriene pot fi extrem de variabile, dar chiar și așa, toate împărtășesc caracteristici comune. De exemplu:

- Fiecare celulă bacteriană are un perete celular care o înconjoară și este compusă dintr-o combinație de carbohidrați cu peptide care se numește „peptidoglican”..

- Celulele bacteriene sunt organisme unicelulare, adică fiecare celulă este un organism complet care poate crește, hrăni, reproduce și muri.

- Materialul genetic al bacteriilor este „împrăștiat” sau întins într-o încurcătură mare scufundată în citosolul celular, într-o regiune cunoscută sub numele de regiunea nucleoidă..

- Multe bacterii au structuri specializate pentru locomoție numite „flageli”, care se află în regiunile ultraperiferice ale corpului lor..

- Este comun să găsești celule bacteriene care formează colonii sau să mențină o relație simbiotică cu alte organisme și, în plus, multe bacterii sunt patogene pentru oameni.

- Majoritatea bacteriilor sunt de aproape 10 până la 15 ori mai scurte decât dimensiunea oricărei celule animale (eucariote), deoarece nu depășesc o unitate de microni în lungime.

- Ele se găsesc în toate mediile existente pe biosferă, deoarece există din aceste microorganisme adaptate practic oricărei condiții de mediu.

Structura celulelor bacteriene (părți)

Mulți oameni de știință subdivizează celula bacteriană în trei regiuni anatomice pentru a facilita studiul. Aceste trei regiuni care sunt comune pentru orice tip de celulă bacteriană observată și sunt:

- Regiunea extern, alcătuit din structuri extracelulare (flageli, pili, cili, printre altele)

- Regiunea acoperire celulară, compus din peretele celular și membrana citoplasmatică

- Regiunea intern, format din citosol și toate structurile suspendate în acesta.

În funcție de speciile de bacterii studiate în fiecare regiune, se observă unele structuri și părți diferite de cele „tipice” ale unei celule bacteriene. Cu toate acestea, cele mai frecvente pentru orice celulă bacteriană sunt explicate și clasificate în funcție de fiecare regiune în care se găsesc..

Regiunea extracelulară

- Capsulă: este o suprafață polimerică care acoperă întregul perete celular al bacteriilor. Este compus din nămol și glicocalix, care la rândul lor sunt alcătuite din molecule abundente de carbohidrați legați de lipide și proteine. Capsula îndeplinește o funcție de protecție importantă pentru celulă.

- Film: este o suprafață, un lichid sau o matrice vâscoasă în care sunt scufundate celulele bacteriene. Acestea sunt formate din polizaharide similare în compoziție cu polizaharidele capsulei și îndeplinesc, în general, funcții în protecția și deplasarea celulelor..

- Fimbriae: sunt un fel de foarte numeroase anexe filamentoase care sunt atașate de peretele celular al bacteriilor. Acestea servesc la mobilitatea și aderența celulelor bacteriene la orice suprafață. Sunt alcătuite dintr-o proteină hidrofobă numită pilină.

- Pili sexual: unele fimbrii (puține) sunt modificate pentru a forma un fel de „țeavă”, care este folosită de bacterii pentru conjugare (transferul de material genetic între diferite bacterii), care este un fel de „reproducere sexuală” primitivă.

- Flagella: sunt filamente mai lungi decât fimbriile și sunt formate din proteine; au un aspect de „coadă”. Acestea îndeplinesc funcția de conducere pentru mișcarea celulelor și sunt ancorate de membrana celulară. De la una la sute de flageli pot fi găsiți în aceeași celulă bacteriană.

Regiunea de acoperire

Acoperirea celulară constă în general dintr-o membrană citoplasmatică și un strat de peptidoglican care se numește „peretele celular”. Plicul este alcătuit din complexe de lipide, carbohidrați și proteine. Compoziția chimică a plicului peptidoglican este utilizată ca o clasificare pentru a distinge între două tipuri de bacterii..

Bacterii Gram pozitive și bacterii Gram negative. Bacteriile gram pozitive se caracterizează prin faptul că au un strat gros de peptidoglican, fără o membrană exterioară care îl acoperă, în timp ce bacteriile gram negative au doar un strat subțire de peptidoglican cu o membrană exterioară suprapusă pe el..

- Membrană citoplasmatică: are o structură similară cu membrana celulară a celulelor eucariote. Este un strat strat fosfolipidic cu proteine ​​asociate (integrale sau periferice). Cu toate acestea, diferă de membrana celulelor eucariote prin faptul că nu posedă steroli sintetizați endogen..

Membrana citoplasmatică a celulelor bacteriene este una dintre cele mai importante structuri, deoarece acolo se produce fuziunea celulară, transportul electronilor, secreția de proteine, transportul nutrienților și biosinteza lipidelor etc..

Regiunea interioară

- GenomulSpre deosebire de celulele eucariote, genomul celulelor bacteriene nu este conținut într-un nucleu membranos. În schimb, există ca o încurcătură de ADN care este compactat într-o formă mai mult sau mai puțin circulară și se asociază cu unele proteine ​​și ARN. Acest genom este mult mai mic decât genomul eucariot: are o dimensiune de aproximativ 3 până la 5 MB și formează un singur cromozom circular de topologie..

- Plasmide sau molecule de ADN extracromozomial: sunt molecule mici de ADN organizate într-un mod circular care sunt capabile să se replice independent de ADN-ul genomic celular. În general, în timpul conjugării se schimbă molecule de ADN plasmidice, deoarece informațiile necesare pentru rezistența la antibiotice și / sau toxine sunt codificate în aceste.

- Ribozomi: ribozomii participă la traducerea ARN-ului care a fost transcris din secvența unei gene care codifică o proteină. Fiecare celulă bacteriană are în jur de 1500 de ribozomi activi în interior. Subunitățile ribozomice ale celulei bacteriene sunt anii 70, 30 și 50, în timp ce celulele eucariote au subunități anilor 60 și 40.

Este frecvent ca antibioticele să atace ribozomii bacteriilor, blocând translația proteinelor și provocând liza celulară sau moartea..

- EndosporiBacteriile au spori interni care se află într-o stare latentă și sunt folosiți pentru supraviețuire atunci când condițiile de mediu sunt extreme. Endosporii ies din starea lor inactivă când diferiți receptori de la suprafață detectează că condițiile sunt din nou favorabile; aceasta creează o nouă celulă bacteriană complet funcțională.

- Granule sau corpuri de incluziuneAcestea funcționează ca un fel de rezervă pentru carbohidrați, compuși fosfați și alte molecule. Compoziția lor variază în funcție de speciile de bacterii și sunt ușor vizibile în citoplasmă folosind microscopuri optice..

Referințe

1. Cabeen, M. T. și Jacobs-Wagner, C. (2005). Forma celulelor bacteriene. Nature Review Microbiology, 3(8), 601-610.
2. Coleman, J. P. și Smith, C. J. (2007). Structura și compoziția microbilor.
3. Gitai, Z. (2005). Noua biologie a celulelor bacteriene: părți în mișcare și arhitectură subcelulară. Celula, 120(5), 577-586.
4. Silhavy, T. J., Kahne, D. și Walker, S. (2010). Învelișul celulelor bacteriene. Perspectivele Cold Spring Harbor în biologie, Două(5), a000414.
5. Willey, J. M., Sherwood, L. și Woolverton, C. J. (2009). Principiile microbiologice ale lui Prescott. Boston (MA): Învățământul superior McGraw-Hill.